可燃冰沉积物制备、分解及力学特性测试装置北大核心

研制了含可燃冰沉积物室内制备、分解及力学特性测试装置。该装置由低温-高压三轴压力室系统、甲烷气体注入-控制系统、甲烷气体监测预警系统与数据采集系统4部分组成,可物理模拟可燃冰赋存的低温、高流体压力和高应力的复杂地质耦合环境,采用原位生成法成功制备胶结型含可燃冰沉积物,并通过可燃冰生成过程中甲烷气体的消耗量完成可燃冰饱和度的精准计算;以黏质粉砂和甲烷为材料制作了含可燃冰沉积物三轴压缩试样和剪切试样,结合升温开采技术实现可燃冰分解,由此开展分解前后含可燃冰沉积物压缩和剪切力学特性测试,验证了仪器的可靠性。该装置实现了含可燃冰沉积物室内制备、分解及压缩、剪切力学特性测试,为科研辅助教学提供了良好的测试平台。     

试样内置传感器密封引出装置设计与实现

针对岩石力学领域高温高压环境中内置传感器引出和保护问题,设计了一套传感器密封引出装置。该装置主要由垫块、限位座、压块、顶盖、套筒和环形卡箍等组成。验证试验结果表明,该装置实现了试样内部温度等参数的实时测量,保护了传感器及导线不受高温高压环境侵蚀,提高了大尺寸试样力学试验的稳定性及测试数据的准确性和可靠性。     

金属标准拉伸试验中"反走"现象机理

针对金属标准拉伸试验中,上下夹具偏心所导致的试验初期变形曲线往负方向延伸的"反走"现象,建立了一套考虑夹具偏心及夹持偏角的试样受力理论模型.特别对常用的楔形夹具在试验过程中产生的零夹持角和非零夹持角情况进行了分析,推导出试样应变与夹持力间的关系.分析了试验中产生变形值"反走"现象的机理,通过ABAQUS有限元软件对引伸计-试样联合模型进行了数值仿真.结果表明,理论分析、实验实测,以及有限元数值模拟所得结果具有良好的一致性.得出:试验初期在偏心所产生的误差占主导地位的并不是通常认为的偏心弯矩,而是上下楔形夹具夹持方式产生的侧向力以及附加弯矩的联合作用,解释并模拟了变形的"反走"现象,为进一步提高变形测量精度提供了新的思路.     

回转体增材制造实验装置研制

研制了一套适用于回转体结构的增材制造装置。该装置由旋转结构、联动机构和增材制造机构组成。旋转机构由转速可控的电动机提供动力,经减速机、三爪卡盘等部件带动试样旋转。联动机构的长轴方向与试样长度方向平行,增材制造机构的移动速度和移动范围可调,和试样的转速,以及喷涂、喷焊或堆焊速度匹配。与传统的手工教学方法相比,采用该装置制备的表面层质量稳定可靠,效率高,并改善了操作环境,提高了自动化程度,更适用于教学。     

医疗用品在氯气制取与性质检测一体化实验中的应用研究

采用注射器、输液管和青霉素小瓶,设计了一套用于气体制备和性质研究一体化装置,可以用于氯气、硫化氢、二氧化硫等有毒有害气体的实验教学。装置具有气体产生量可控、性质检测实验现象明显、尾气处理方便、实验教学过程安全环保、节约资源等优点。学生可借助装置自主设计并完成实验,还可用于探究一些与生活密切相关的化学问题。中学化学实验微型化,能够促进学生转变学习方式,培养创新意识,提高探究能力,继而有效提升化学学科核心素养。     

氢氧混合气发生爆炸的实验

现介绍一种氢气、氧气混合爆炸的简便实验方法,具体操作如下: (1)如图所示,先装配两套气体发生装置。在两套气体发生器的集体瓶里分别放入锌粒与     

气体制备及性质验证综合一体化创新设计

以绿色化学理念为指导,对乙炔、氯气、二氧化硫等气体制备及性质实验传统的反应装置进行优化设计.用医用注射器、输液软管、三通旋塞等医用器材设计一套制备、净化和性质验证的一体化装置,解决了传统实验存在的有毒有害物质逸散、药品用量过大、耗时较长等问题,降低了实验成本,为其他有毒有害气体的制备与性质实验的改进提供新思路.     

浓硫酸与铜反应实验的绿色化改进

为了防止浓硫酸与铜反应演示实验过程中产生的二氧化硫气体的逸出,制作了一套完全密闭的反应装置,减少了演示实验过程中有害气体的排放。     

简单夹具的设计

验证机械能守恒定律是高中物理中的一个重要的学生实验,要取得实验成功,把打点计时器竖直地架稳很重要。按教材图示装置的夹具很不合用,很难达到上述目的。我们在教学实践中设计制做了一套简单的夹具,解决了这一难题,效果很好。     

湿天然气输气管道内液膜测试的实验装置开发

研制了一套模拟测试湿天然气输气管道内液膜的实验装置。实验装置由供液系统、抽气系统、液膜厚度测试系统、管内液滴粒径测试系统、管路系统等组成。管路系统采用有机玻璃制成,便于观察管内气液两相或多相流流态;管路设计为可拆卸连接,便于研究管道形状、管内表面粗糙度等对管内液膜分布的影响规律;气体、液体流量比例可调,便于实现管内泡状流、塞状流、分层流、波状流、弹状流和环状流等流态。该实验装置可开展不同结构参数、操作参数、物性参数对管道内多相流流态、管壁液膜分布特性、液滴浓度分布特征影响的实验研究。